JPH0669461B2

JPH0669461B2 - 電動歯ブラシ

Info

Publication number: JPH0669461B2
Application number: JP61219690A
Authority: JP
Inventors: 洋司川本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS6377404A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、電動歯ブラシにかかり、詳しくはモータの回
転運動を直線往復運動または回動往復運動に選択的に変
換可能とした電動歯ブラシに関する。

（背景技術）従来、この種の電動歯ブラシとしては例えば特公昭54−
43981号が提案されているが、この電動歯ブラシは２種
類の運動の振動速度が等しいため、磨き方の相違に応じ
た適切な振動速度を得ることができない。すなわち、電
動歯ブラシにおける直線往復運動は主として歯と歯肉と
の境目を磨くためのもので、歯肉を傷付けないように、
また使い勝手の面からも振動速度を遅くするのがよく、
一方、回動往復運動は主として歯面や噛み合い面を磨く
ためのものであることから、振動速度としては通常高速
であることが要請される。

しかるに、上記従来例ではこの要請に応えることができ
ず、歯磨の効率が悪いという問題があった。また、他の
従来例として回動往復運動のスピードを切換可能にした
ものも提供されているが、この従来例では直線往復運動
が不可能であるため２種類の運動を切り換えて使用する
ことができなかった。

（発明の目的）本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは、直線往復運動による歯磨（いわゆるバス
法）と回動往復運動による歯磨（いわゆるローリング
法）とを切換可能とし、しかも直線往復運動時には低
速、回動往復運動には高速にて駆動することにより、磨
き方の相違に応じた最も効果的な振動速度が得られるよ
うにした電動歯ブラシを提供することにある。

（発明の開示）上記目的を達成するため、本発明は駆動源の正逆転に伴
ってブラシ部の直線往復運動および回動往復運動を切り
換え可能とした電動歯ブラシにおいて、前記直線往復運
動の振動速度を前記回動往復運動の振動速度よりも遅く
する速度切換手段を備えたことを特徴とする。

以下、図に沿って本発明の実施例を説明する。まず、第
１図ないし第20図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図および第２図は本発明にかかる電動歯ブラシを充
電器31に装着した状態を示している。これらの図におい
て、15はハウジングであり、このハウジング15の内部に
は正逆転可能なモータ17が取り付けられている。モータ
17の出力軸にはピニオン18が付設され、その回転は以下
に詳述する伝動機構に伝達されるものである。

すなわち、第３図において１はカムフォロアであり、こ
のカムフォロア１はほぼ円筒状のカムフォロア本体２
と、カムフォロア本体２の上面から突設された出力軸３
とを備えている。また、カムフォロア本体２には後述す
る回動往復運動用カム８のテーパ面8aに当接する垂直方
向の回動往復運動用カム面４と、第４図に示す如く後述
の直線往復運動用カム７の外周面に当接する水平方向の
直線往復運動用カム面５とが形成されている。

次に、６は第１の偏心カムであり、カムフォロア本体２
の内側に配設されるものである。この偏心カム６は、直
線往復運動用カム７と回動往復運動用カム８とを若干ず
らした状態で軸方向に連結して形成されており、内部に
通孔９を備えていると共に、通孔９の端縁には回転スト
ッパー10が付設されている。なお、回動往復運動用カム
８外周面にはテーパ面8aが形成されている。また、図に
おいてａは直線往復運動用カム７の中心軸、ｂは回動往
復運動用カム８の中心軸を示す。

11は第２の偏心カムであり、この偏心カム11は第１の偏
心カム６の通孔９に挿入可能な外径を有し、かつ内部に
軸孔12を備えていてその端部にはほぼ半周にわたってガ
イド溝13が設けられている。更に、第２の偏心カム11の
ガイド溝13とは反対側の端部にはフェースギア14が一体
的に付設されている。

この第３図において、r₁は軸孔12の中心すなわちフェー
スギア14の中心に対する第２の偏心カム11の偏心量を示
し、またr₂は通孔９の中心すなわち第２の偏心カム11の
中心に対する第１の偏心カム６の偏心量をそれぞれ示し
ている。ここでr₁＝r₂であり、r₂は通孔９の中心に対す
る直線往復運動用カム７の偏心量でもある。

しかして、これらの部材を組み合わせて構成された伝動
機構は、第１図および第２図に示す如く軸孔12にギア軸
19を貫通してケーシング15に取り付けられ、またフェー
スギア14がピニオン18に噛み合わせられる。

次に、第２図に示すように、ケーシング15の上端部近傍
にはスイッチハンドル20が配設され、このスイッチハン
ドル20は防水用のＯリングを介してケーシング15に付設
された円板状の回動可能なスイッチカム21に係合してい
る。すなわち、第６図に示す如く、スイッチカム21は表
裏に係合凸部21a,21bを備えており、一方の係合凸部21a
とスイッチハンドル20との係合によりスイッチハンドル
20の上下動に伴ってスイッチカム21が回動する。また、
他方の係合凸部21bはケーシング15の上下方向に延びる
スイッチレバー22（第５図をも参照）に係合されている
ため、スイッチハンドル20の上下動に伴うスイッチカム
21の正逆方向の回動がスイッチレバー22を上下に駆動す
るようになっている。

そして、スイッチレバー22の下端部の接点取付板22aに
は、第７図のように２枚の接点バネ23,24が付設されて
いる。これらの接点バネ23,24は、第６図のプリント板2
5に形成された回路パターンに選択的に接触することで
モータ17の回転方向を切り換え、同時に回転方向によっ
てその速度を変化させるように作用する。つまり、プリ
ント板25は、第８図に示す如く後述の蓄電池27側に接続
された接点25a,25bと、モータ17側に接続された接点25
c,25dと、接点25eとを備えており、接点25c,25e間には
抵抗26が接続されている。

しかして、スイッチハンドル20を上動させるとスイッチ
レバー22を介して接点バネ23,24が上動するため、第８
図に示すように接点バネ23,24はそれぞれ接点25b,25d間
および接点25a,25c間に接続されることとなり、蓄電池2
7とモータ17とが直接接続される。この時のモータ17の
回転方向を正方向とすると、この状態は第11図の回路で
スイッチが一点鎖線の状態である。また、スイッチハン
ドル20を少し下げると第９図の状態となり、接点バネ2
3,24が部分的に開放されるためOFF状態となってモータ1
7が停止する。

更に、スイッチハンドル20を一層下動させると第10図の
状態となり、接点バネ23,24はそれぞれ接点25b,25e間お
よび接点25a,25d間に接続されることとなる。すなわ
ち、蓄電池27からモータ17に印加される電圧の極性が逆
転するからモータ17も逆転し、同時に、接点25e,25c間
の抵抗26によって印加電圧が低下するためモータ17の回
転速度も低下する。この時の回路は第11図でスイッチが
破線の状態である。なお、第11図において、28は後述す
る充電用切換スイッチ、29は充電用陽極端子、30は充電
用陰極端子をそれぞれ示す。

従って、モータ17の正転を回動往復運動、同じく逆転を
直線往復運動に対応させれば、スイッチハンドル20の操
作によってこれら２つの運動を切り換えることができ、
更に直線往復運動時の振動速度を回動往復運動時よりも
遅くすることができる。ここで、スイッチハンドル20、
接点バネ23,24を含むスイッチレバー22、プリント板2
5、抵抗26等のモータ17の回転方向を切り換える手段で
あると共に、直線往復運動の振動速度を回動往復運動の
振動速度よりも遅くするための速度切換手段としての機
能も有している。

次いで、再び第１図および第２図において、モータ17の
下方には蓄電池27が配設され、この蓄電池27には充電用
陽極端子29および充電用陰極端子30が電気的に接続され
ている。これらの端子29,30は、本発明にかかる電動歯
ブラシを充電器31に装着した際に陽極金具32および陰極
金具33にそれぞれ接続されるもので、第12図に詳示した
充電用陽極端子29および陽極金具32はチタン材にて形成
されている。これは、電動歯ブラシでは歯磨液が端子2
9,30等に付着するおそれがあり、充電時にこれらの端子
29,30間が通電して電気分解により充電用陽極端子２が
溶け、またサビを生じて故障を引き起こすことに着目し
たもので、低電圧では溶けにくいチタン材を充電用陽極
端子29等に用いることによって故障の原因を除去するも
のである。

また、充電用陰極端子30と陰極金具33との間に異物が入
り込んで接触不良によりサビが発生することもあるの
で、これを防止するために充電用陰極端子30もチタン材
にて形成すれば一層好適である。

更に、端子29,30の近傍には、第２図、第13図および第1
4図に示すように電動歯ブラシの下部ハウジング35から
出没可能なプッシュレバー34が配設されている。このプ
ッシュレバー34は防水用のＯリングを付設してなるガイ
ド板36にて支持されており、蓄電池27の充電時に電動歯
ブラシの下端部を充電器31の装着部37に装着した際に、
装着部37から内方に突設された突起37aがプッシュレバ
ー34の端部を内方に押圧してその内側に設けられた充電
用切換スイッチ28を接片38から引き離してOFF状態とし
（第13図参照）、また非充電時にはプッシュレバー34を
外方に復帰させて充電用切換スイッチ28をON状態とし
（第14図参照）、前述した第11図のように蓄電池27を電
源としてモータ17に給電するように構成されている。

このように構成することにより、充電中はスイッチハン
ドル20の位置に拘らず誤ってモータ17が回転するのを防
止でき、また、非充電時には端子29,30相互間のショー
トを防止することができる。更に、プッシュレバー34を
下部ハウジング35の側面に配設することにより、充電頻
度が比較的高く電動歯ブラシを充電器31に対して頻繁に
抜き差しする場合でも抜き差しに要する力を少なくする
ことができる。

次に、この動作を第15図ないし第20図に沿って説明す
る。まず、出力軸３に連結されたブラシ部39（第２図お
よび第５図参照）を直線往復運動させる動作（いわゆる
バス法）を詳述する。この場合、スイッチハンドル20を
下動させることにより前述の如くモータ17が逆転し、ピ
ニオン18の回転はフェースギア14を介して第２の偏心カ
ム11に伝わる。第２の偏心カム11が例えば第16図の矢印
方向に回転すると、その回転は回転ストッパー10により
やがて規制され、第16図に示すような位置で停止する。
ここで第15図および第17図に示すr₁はr₂に等しく、ギア
軸19の中心に対する直線往復運動用カム７の偏心量はr₃
＝r₁＋r₂＝2r₁となり、ギア軸19の中心に対する回転往
復運動用カム８の偏心量はr₁−r₂＝０となる。従って、
カムフォロア１は2r₁×２＝4r₁の振幅にて直線往復運動
用カム７による上下運動を行なう。よって出力軸３から
は直線往復運動を取り出すことができる。この間、回転
往復運動用カム８の偏心量は０であるため、出力軸３の
回転運動は拘束されている。

また、この直線往復運動時にはモータ17への印加電圧が
抵抗26の挿入によって低下するため、直線往復運動の振
動速度が比較的遅くなってバス法に適したブラシ部39の
振動速度が得られることとなる。

一方、ブラシ部39を回転往復運動させる動作（いわゆる
ローリング法）は、スイッチハンドル20を上動させるこ
とによって実現される。すなわち、モータ17の正転によ
って第２の偏心カム11は第19図に示すように第16図の場
合とは逆方向に回転し、回転ストッパー10の作用により
第１および第２の偏心カム6,11の位置関係は第19図に示
すとおりとなる。この場合にもr₁はr₂に等しく、ギア軸
19の中心に対する直線往復運動用カム７の偏心量はr₁−
r₂＝０となり、またギア軸19の中心に対する回動往復運
動用カム８の偏心量は第18図，第19図および第20図に示
す如くr₄＝r₁＋r₂＝2r₁となる。

この時、直線往復運動用カム７はその偏心量が０である
ため上下方向の運動が拘束されるが、回動往復運動用カ
ム８は前述したようにテーパ面8aを有しているため、第
20図に示す如くこのテーパ面8aに当接しているカムフォ
ロア本体２の回動往復運動用カム面４を駆動し、このカ
ムフォロア１を角度２θの範囲で回動させる。これによ
り、出力軸３が角度２θの範囲で回動するものである。

従って、ブラシ部39も角度２θの範囲で回動してローリ
ング法による歯磨が可能となり、この際には蓄電池27の
電圧が抵抗26を介することなくモータ17に直接印加され
るから、直線往復運動時よりもモータ17が高速回転し、
ブラシ部39の振動速度もローリング法に適した高速度に
切り換わることとなる。

次に、本発明の第２実施例を第21図ないし第25図を参照
しつつ説明する。まず、第21図は伝動機構の分解斜視図
であり、図において40はカムフォロア、41はカムフォロ
ア本体、42はカムフォロア本体41の内面において水平方
向に形成された直線往復運動用カム面、43はカムフォロ
ア本体41から突設して形成された回動往復運動用カム
面、44は出力軸をそれぞれ示している。また、45はカム
フォロア本体41内に配設される直線往復運動用カムとし
ての第１の偏心カムであり、その内部には通孔46が穿設
され、通孔46の端縁には回転ストッパー47が突設されて
いる。更に、48は第２の偏心カム、49はその軸孔、50は
半周状のガイド溝、51はフェースギアを示す。ここで、
第１の偏心カム45の偏心量および第２の偏心カム48の偏
心量は第１実施例と同様にそれぞれr₂,r₁に設定されて
いる。

次いで、52は回動往復運動用カムとしての第３の偏心カ
ムを示すもので、この偏心カム52は大径の円柱部53と小
径の円柱部54とからなっており、円柱部53には半周状の
ガイド溝55が形成されていると共に、内部にピン孔56が
設けられている。また、円柱部54の外周面はカムフォロ
ア40の回動往復運動用カム面43に係合可能である。そし
て、57は中間ギアを示し、この中間ギア57はギア部58と
円筒部59とを備えている。円筒部59には偏心カム52の円
柱部53が収容される凹部60が形成され、凹部60には回転
ストッパー61とピン孔56に挿入されるたおれ防止ピン62
とが付設されている。なお、図においてr₃は円柱部53と
円柱部54との偏心量、r₄はギア部58と円筒部59との偏心
量を示し、r₃＝r₄、またr₁＝r₂に設定されている。

これらの部材からなる伝動機構を組み込んだ電動歯ブラ
シの要部の構造は第22図ないし第24図に示すとおりであ
り、フェースギア51およびギア部58はピニオン18に噛み
合わされる。ここで、ピニオン18、フェースギア51、ギ
ア部58等の伝動機構は、駆動源すなわちモータ17の回転
方向に応じてギア比が切り換わる速度切換手段を構成し
ている。また、この実施例においてモータ17の回転数を
Nm、ピニオン18の歯数をZ₁、フェースギア51の歯数を
Z₂、ギア部58の歯数をZ₃と仮定し、Z₂＞Z₃に設定してお
くものとする。なお、この実施例では第１実施例のよう
にモータ17の正逆転に応じて印加電圧を切り換えるため
の抵抗26等は不要であり、モータ17の速度の切り換えは
専ら先の速度切換手段によって行なわれる。

しかしてこの動作を説明すると、まず、出力軸44に連結
されたブラシ部39を直線往復運動させる場合、予めギア
軸19と第１の偏心カム45との偏心量がr₁＋r₂＝2r₁とな
るように第１および第２の偏心カム45,48の位置関係を
回転ストッパー47にて設定しておく。これにより、モー
タ17の逆転時にピニオン18およびフェースギヤ51が従動
回転し、この際に回転する第１の偏心カム45によってカ
ムフォロア本体41を上下方向に駆動する。この変位ｄ
（第23図参照）は2r₁×２＝4r₁となり、モータ17の回転
を出力軸44ひいてはブラシ部39の直線往復運動として取
り出すことができる。

この時、ピニオン18に従動してギア部58も回転するが、
第３の偏心カム52と中間ギア57との位置関係も回転スト
ッパー41にて拘束され、ギア部58と円柱部54とは同軸上
にあってr₃−r₄＝０、つまり偏心量が０であるため、円
柱部54に係合する回動往復運動用カム面43が拘束され、
カムフォロア本体41が回動することはない。よって出力
軸44は回動することなく直線運動のみの動きとなるもの
である。そして、かかる直線往復運動の振動数N₁は、N₁
＝Nm×（Z₁／Z₂）となる。

一方、ブラシ部39を回動往復運動させるには、モータ17
の正転によって回転ストッパー47により第２の偏心カム
48とギア軸19とが同軸上に位置し、また、第３の偏心カ
ム52の円柱部54と中間ギア57との偏心量がr₃＋r₄＝2r₃
となるように回転ストッパー61が働く。従って、r₁−r₂
＝０であり、偏心量が０であるから直線方向の運動はな
く、第25図のように円柱部54は偏心量が2r₃で回動角２
θの範囲で回動する。この動きは回転往復運動用カム面
43を介してカムフォロア40に伝達され、出力軸44すなわ
ちブラシ部39の回動往復運動に変換されることとなる。
この回動往復運動の振動数N₂は、N₂＝Nm×（Z₁／Z₃）と
なり、先の直線往復運動の振動数N₁と比較すると、前述
の如くZ₂＞Z₃であることからN₁＜N₂となる。

すなわち、直線往復運動の振動速度を回動往復運動時よ
りも遅くすることができ、比較的低速でのバス法および
比較的高速でのローリング法に適した速度の切り換えが
可能となる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、直線往復運動と回動往復
運動とを駆動源の正逆転によって簡単に切り換えること
ができ、またこれと同時に、ブラシ部の振動速度を直線
往復運動時には低速、回動往復運動には高速に設定する
ことが可能であるから、磨き方の相違に応じた最も効果
的な振動速度が得られるという効果がある。

従って、バス法による時には歯と歯肉との間を傷付ける
おそれがなく、またローリング法による時には歯面や噛
み合い面を効率よく磨くことがでる。

更に、構成が簡単でコストの低減が図れる等の利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第20図は本発明の第１実施例を示すもの
で、第１図および第２図は全体の構造を示す縦断面図、
第３図は伝動機構の分解斜視図、第４図は同じく要部の
斜視図、第５図は内部構造を示す一部切欠正面図、第６
図および第７図はスイッチレバー等の斜視図、第８図な
いし第10図は運動および速度切換時のスイッチの動作説
明図、第11図は同じく回路図、第12図は充電用端子等の
斜視図、第13図および第14図は第２図におけるＸ−Ｘ断
面図、第15図は直線往復運動時の伝動機構の断面図、第
16図は第15図のＡ方向から見た説明図、第17図は動作説
明図、第18図は回動往復運動時の伝動機構の断面図、第
19図は第18図のＢ方向から見た説明図、第20図（イ）〜
（ニ）は動作説明図、第21図ないし第25図は本発明の第
２実施例を示すもので、第21図は伝動機構の分解斜視
図、第22図および第23図は直線往復運動時の伝動機構の
断面図、第24図は回動往復運動時の伝動機構の断面図、
第25図（イ），（ロ）は第24図におけるＣ−Ｃ断面に相
当する動作説明図である。 1,40……カムフォロア、6,45……第１の偏心カム７……直線往復運動用カム、８……回動往復運動用カ
ム、11,48……第２の偏心カム、14,51……フェースギ
ア、17……モータ、18……ピニオン 22……スイッチレバー、23,24……接点バネ 25……プリント板、26……抵抗、27……蓄電池 32……第３の偏心カム、39……ブラシ部、57……中間ギ
ア、58……ギア部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源の正逆転に伴ってブラシ部の直線往
復運動および回動往復運動を切り換え可能とした電動歯
ブラシにおいて、前記直線往復運動の振動速度を前記回
動往復運動の振動速度よりも遅くする速度切換手段を備
えたことを特徴とする電動歯ブラシ。
【請求項２】速度切換手段を、駆動源の回転方向を切り
換えるスイッチに連動して前記駆動源に供給する電力を
切り換える手段にて構成してなる特許請求の範囲第１項
記載の電動歯ブラシ。
【請求項３】速度切換手段を、駆動源の回転方向に応じ
てギア比が切り換わる伝動機構にて構成してなる特許請
求の範囲第１項記載の電動歯ブラシ。